一种二氧化碳无水加砂压裂方法技术

本发明专利技术提供了一种二氧化碳无水加砂压裂方法，包括以下步骤：1）选择二氧化碳无水加砂压裂的气井和储层；2）压裂造缝：油管和油套管环空同时注入二氧化碳，其中，二氧化碳前置液的注入排量大于油管内二氧化碳的注入排量；3）填充压裂缝缝隙：在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂；4）停砂顶替。本发明专利技术实现在油管和油套环空同时注入二氧化碳和压力平衡；加入提粘剂，提高了二氧化碳的粘度和携砂性能，实现了二氧化碳无水加砂压裂，具有储层伤害小，裂缝填充支撑剂，裂缝形态及稳定性好的特点。该方法使用添加剂少，既减少了对环境、地层的伤害与污染，又大大降低了压裂液成本；二氧化碳可以吸附置换出岩壁上的天然气，提高天然气的产量。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳无水加砂压裂方法
本专利技术属于油气田压裂
，具体涉及一种二氧化碳无水加砂压裂方法。
技术介绍
压裂是低渗油气藏储层改造、实现效益开发的重要途径，常规压裂采用水基聚合物压裂液体系进行分层压裂改造，压裂液进入储层，特别是低渗储层会造成储层水敏、水锁等储层伤害，使压裂液返排困难，部分压裂液长时间滞留地层，造成储层基质渗透率降低，降低压裂工艺改造效果。与水基聚合物压裂液相比，二氧化碳无水加砂压裂工艺能够实现“无水压裂”，消除储层水敏和水锁伤害，提高压裂改造效果。液态二氧化碳无残渣，能够保护储层和支撑裂缝（导流能力保留系数大于90%）。实现自主快速返排。可以大幅缩短返排周期。应用CO2加砂压裂技术，能够大量节约淡水资源，压后返排无废液产出，消除了废液处理和排放，保护了环境。传统的二氧化碳压裂是二氧化碳泡沫压裂和二氧化碳不加砂压裂，这两种工艺改造效果不佳，裂缝无支撑剂支撑，增产效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是传统二氧化碳压裂技术改造效果不佳，增产效果不理想的技术问题，提供一种二氧化碳无水加砂压裂方法。本专利技术提供提供的技术方案如下：一种二氧化碳无水加砂压裂方法，包括以下步骤：步骤1）选择二氧化碳无水加砂压裂的气井和储层：选取砂体厚度10-25米、气层厚度5-15米的气井，孔隙度大于8%，渗透率大于0.8mD，含气饱和度大于53%的储层；步骤2）压裂造缝：在油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂，同时在油管内注入二氧化碳，实现压裂施工时油管内和油套管环空同时注入，其中，二氧化碳前置液的注入排量大于油管内二氧化碳的注入排量；步骤3）填充压裂缝缝隙：在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂；步骤4）停砂顶替：用液态二氧化碳顶替油套环空内的液体，顶替液量大于射孔段至井口的油套管环空容积；其中，二氧化碳前置液体积占二氧化碳前置液和二氧化碳携砂液体积之和的50-60%，二氧化碳的总用量为300-650m3。步骤2）中所述的油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂的过程为：二氧化碳储液罐Ⅰ经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅰ，再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅰ，同时，二氧化碳提粘剂罐车内的提粘剂通过二氧化碳提粘剂注入泵车进入高压管线，与二氧化碳压裂泵车组Ⅰ输送的二氧化碳在高压管线内混合，从压裂井口注入到井筒的油套环空。步骤2）中所述的油管内注入二氧化碳的过程为：二氧化碳储液罐Ⅱ经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅱ，再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅱ，由二氧化碳压裂泵车组Ⅱ从压裂井口注入到井筒的油管内。步骤3）中所述的在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂的过程为：二氧化碳储液罐Ⅰ内的二氧化碳通过液氮增压系统后泵入二氧化碳增压泵车Ⅰ，二氧化碳增压泵车Ⅰ输送的液态二氧化碳进入二氧化碳密闭混砂罐和支撑剂混合后形成二氧化碳携砂液，然后通过高压管汇内输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅰ，使二氧化碳携砂液以3.5-4.0m3/min的施工排量和二氧化碳提粘剂注入泵车输送的100-150L/min排量的提粘剂在高压管线内混合后泵入压裂井口的油管内。油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂的注入排量分别为3.5-4.0m3/min和100-150L/min，所述油管内二氧化碳的注入排量为0.5-0.8m3/min。所述二氧化碳携砂液的砂比小于15%，根据泵序按照2%、3%、5%、7%、10%、12%、15%逐渐提高。对于多层分层压裂时，还包括第一层压裂施工结束后，投钢球打滑套封隔器，并封堵下部已改造层段，进行第二层压裂施工，施工步骤按照步骤2）-步骤4）执行。所述氮气增压系统包括通过高压管线连接的液氮槽车和液氮增压装置，液氮增压装置通过高压管线并列连通二氧化碳储液罐Ⅰ和二氧化碳储液罐Ⅱ。本专利技术的有益效果是：（1）本压裂方法同时在油管和油套环空注入二氧化碳，使压力平衡；通过加入提粘剂，提高了二氧化碳的粘度和二氧化碳携砂性能，实现了二氧化碳无水加砂压裂，具有储层伤害小，裂缝填充支撑剂，裂缝形态及稳定性好的特点。（2）由于二氧化碳是一种非极性分子，因此不仅与地层配伍性好，还可与原油混相，大大降低原油的流动阻力；而且二氧化碳溶于水生成弱酸性碳酸，能抑制黏土膨胀；二氧化碳在地层气化膨胀将大大增加地层能量，同时易于返排；二氧化碳善于压出复杂的细小裂缝，易于形成复杂缝网。（3）本压裂方法使用添加剂少，既减少了对环境、地层的伤害与污染，又大大降低了压裂液成本；二氧化碳可以吸附置换出岩壁上的天然气，提高天然气的产量。下面将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术压裂造缝过程注入压裂液的流程示意图；图2是本专利技术填充压裂缝缝隙过程注入压裂液的流程示意图；图3是机械封隔器两封油管注入二氧化碳无水加砂压裂施工曲线图；图4是单层油、套管环空注入二氧化碳无水加砂压裂施工曲线图。图中：1、液氮槽车；2、液氮增压装置；3、二氧化碳储液罐Ⅰ；4、二氧化碳增压泵车Ⅰ；5、二氧化碳密闭混砂罐；6、二氧化碳压裂泵车组Ⅰ；7、压裂井口；8、二氧化碳提粘剂注入泵车；9、二氧化碳提粘剂罐车；10、二氧化碳储液罐Ⅱ；11、二氧化碳增压泵车Ⅱ；12、二氧化碳压裂泵车组Ⅱ；13、平衡压裂泵车。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种二氧化碳无水加砂压裂方法，包括以下步骤：步骤1）选择二氧化碳无水加砂压裂的气井和储层：选取砂体厚度10-25米、气层厚度5-15米的气井，孔隙度大于8%，渗透率大于0.8mD，含气饱和度大于53%的储层；步骤2）压裂造缝：在油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂，同时在油管内注入二氧化碳，实现压裂施工时油管内和油套管环空同时注入，其中，二氧化碳前置液的注入排量大于油管内二氧化碳的注入排量；步骤3）填充压裂缝缝隙：在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂；步骤4）停砂顶替：用液态二氧化碳顶替油套环空内的液体，顶替液量大于射孔段至井口的油套管环空容积；其中，二氧化碳前置液体积占二氧化碳前置液和二氧化碳携砂液体积之和的50-60%，二氧化碳的总用量为300-650m3。本压裂方法同时在油管和油套环空注入二氧化碳，使压力平衡；通过加入提粘剂，提高了二氧化碳的粘度和二氧化碳携砂性能，实现了二氧化碳无水加砂压裂，具有储层伤害小，裂缝填充支撑剂，裂缝形态及稳定性好的特点。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种二氧化碳无水加砂压裂方法，步骤2）中所述的油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂的过程为：二氧化碳储液罐Ⅰ3经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅰ4，再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅰ6，同时，二氧化碳提粘剂罐车9内的提粘剂通过二氧化碳提粘剂注入泵车8进入高压管线，与二氧化碳压裂泵车组Ⅰ6输送的二氧化碳在高压管线内混合，从压裂井口7注入到井筒的油套环空。步骤2）中所述的油管内注入二氧化碳的过程为：二氧化碳储液罐Ⅱ10经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅱ11，再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅱ12，由二氧化碳压裂泵车组Ⅱ12从压裂井口7注入到井筒的油管内。其中，油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂的注入排量分别为3.5-4.0m3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳无水加砂压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）选择二氧化碳无水加砂压裂的气井和储层：选取砂体厚度10‑25米、气层厚度5‑15米的气井，孔隙度大于8%，渗透率大于0.8mD，含气饱和度大于53%的储层；步骤2）压裂造缝：在油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂，同时在油管内注入液体二氧化碳，实现压裂施工时油管内和油套管环空同时注入，其中，二氧化碳前置液的注入排量大于油管内液体二氧化碳的注入排量；步骤3）填充压裂缝缝隙：在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂；步骤4）停砂顶替：用液态二氧化碳顶替油套环空内的液体，顶替液量大于射孔段至井口的油套管环空容积；其中，二氧化碳前置液体积占二氧化碳前置液和二氧化碳携砂液体积之和的50‑60%，二氧化碳的总用量为300‑650 m3。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳无水加砂压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）选择二氧化碳无水加砂压裂的气井和储层：选取砂体厚度10-25米、气层厚度5-15米的气井，孔隙度大于8%，渗透率大于0.8mD，含气饱和度大于53%的储层；步骤2）压裂造缝：在油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂，同时在油管内注入液体二氧化碳，实现压裂施工时油管内和油套管环空同时注入，其中，二氧化碳前置液的注入排量大于油管内液体二氧化碳的注入排量；步骤3）填充压裂缝缝隙：在油套环空内注入二氧化碳携砂液和提粘剂；步骤4）停砂顶替：用液态二氧化碳顶替油套环空内的液体，顶替液量大于射孔段至井口的油套管环空容积；其中，二氧化碳前置液体积占二氧化碳前置液和二氧化碳携砂液体积之和的50-60%，二氧化碳的总用量为300-650m3。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水加砂压裂方法，其特征在于：步骤2）中所述的油套环空注入二氧化碳前置液和提粘剂的过程为：二氧化碳储液罐Ⅰ（3）经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅰ（4），再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅰ（6），同时，二氧化碳提粘剂罐车（9）内的提粘剂通过二氧化碳提粘剂注入泵车（8）进入高压管线，与二氧化碳压裂泵车组Ⅰ（6）输送的二氧化碳在高压管线内混合，从压裂井口（7）注入到井筒的油套环空。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水加砂压裂方法，其特征在于：步骤2）中所述的油管内注入二氧化碳的过程为：二氧化碳储液罐Ⅱ（10）经过氮气增压系统增压后通过高压软管连接到二氧化碳增压泵车Ⅱ（11），再增压后将液态二氧化碳输送到二氧化碳压裂泵车组Ⅱ（12），由二氧化碳压裂泵车组...

【专利技术属性】
技术研发人员：白建文，牟春国，李达，马得华，贾建鹏，郑维师，兰建平，苏伟东，衣德强，邝聃，卢震，代东每，梁凌云，何平，张家富，薛亚斐，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11